JP7515451B2

JP7515451B2 - 電動作業車

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Publication number: JP7515451B2
Application number: JP2021213186A
Authority: JP
Inventors: 一人岡崎; 真一河端; 大輔宮▲崎▼; 直人萬▲徳▼
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2024-07-12
Anticipated expiration: 2041-12-27
Also published as: EP4458596A1; US20240317074A1; JP2023097054A; JP2024114948A; WO2023127229A1

Description

本発明は、電動作業車に関する。

従来、電動作業車として、例えば、特許文献１に記載の電動作業車が知られている。特許文献１に記載の電動作業車は、バッテリ（文献では「走行用バッテリ〔４〕」）と、バッテリからの電力を直流から交流に変換するインバータ（文献では「インバータ〔１４〕」）と、インバータから供給される電力によって駆動されるモータ（文献では「モータ〔Ｍ〕」）と、モータによって駆動される走行装置（文献では「前車輪〔１０〕、後車輪〔１１〕」）と、バッテリからの電力を降圧するＤＣＤＣコンバータ（文献では「電圧コンバータ〔１９〕」）と、を備えている。

特開２０２１－９５３号公報

上述のような電動作業車では、通常、バッテリとＤＣＤＣコンバータとが、ハーネスによって接続されていると共に、インバータとモータとが、ハーネスによって接続されている。上述のような電動作業車では、ハーネス類やモータのメンテナンスを容易に行うことや、地面からの飛び石によるハーネス類やモータの損傷を防止することが望まれている。

上記状況に鑑み、ハーネス類やモータのメンテナンス性が高く、かつ、地面からの飛び石によるハーネス類やモータの損傷を防止することが可能な電動作業車が要望されている。

本発明の特徴は、
バッテリと、
前記バッテリからの電力を直流から交流に変換するインバータと、
前記インバータから供給される電力によって駆動されるモータと、
前記モータによって駆動される走行装置と、
前記バッテリからの電力を降圧するＤＣＤＣコンバータと、
前記バッテリと前記ＤＣＤＣコンバータとを接続する第一ハーネスと、
前記インバータと前記モータとを接続する第二ハーネスと、
前記第一ハーネスを下方に露出させる第一開口と、前記第二ハーネスを下方に露出させる第二開口と、前記モータを下方に露出させる第三開口と、を有し、前記バッテリ、前記インバータ、前記モータ及び前記ＤＣＤＣコンバータを支持する機体フレームと、
前記第一ハーネスのうち前記第一開口から下方に露出する部分を覆う着脱可能な第一カバー部材と、
前記第二ハーネスのうち前記第二開口から下方に露出する部分を覆う着脱可能な第二カバー部材と、
前記モータのうち前記第三開口から下方に露出する部分を覆う着脱可能な第三カバー部材と、を備えていることにある。

本特徴構成によれば、地面からの飛び石が第一ハーネス、第二ハーネス及びモータに衝突しようとしても、第一カバー部材、第二カバー部材及び第三カバー部材によって遮られることになる。これにより、地面からの飛び石による第一ハーネス、第二ハーネス及びモータの損傷を防止することができる。

また、メンテナンスを行う際は、第一カバー部材、第二カバー部材及び第三カバー部材を取り外すことにより、第一ハーネス、第二ハーネス及びモータが下方に露出することになる。これにより、第一ハーネス、第二ハーネス及びモータに対して下方からアクセスして、第一ハーネス、第二ハーネス及びモータを容易にメンテナンスすることができる。

さらに、本発明において、
前記モータは、水冷式によって構成され、
前記第三カバー部材は、前記モータの水冷部を覆うように構成されていると好適である。

本特徴構成によれば、モータの水冷部を第三カバー部材によって保護することができる。

さらに、本発明において、
前記第一カバー部材、前記第二カバー部材及び前記第三カバー部材のうち少なくとも何れかに、水抜き孔が形成されていると好適である。

本特徴構成によれば、第一カバー部材、第二カバー部材及び第二カバー部材のうち少なくとも何れかにおいて、内部に溜まった水を水抜き孔から排出することができる。

さらに、本発明において、
前記走行装置に前記モータからの動力を伝達する伝達軸を備え、
前記伝達軸は、前記第一カバー部材、前記第二カバー部材及び前記第三カバー部材のうち少なくとも何れかに支持されていると好適である。

本特徴構成によれば、伝動軸を支持する部材として、第一カバー部材、第二カバー部材及び第二カバー部材のうち少なくとも何れかを利用することができる。

トラクタの左側面図である。インバータ等の配置を示す左側面図である。動力伝達の流れを示す図である。機体前部の構成を示す左側面断面図である。機体前部の構成を示す平面図である。機体前部の構成を示す底面図である。

本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。尚、以下の説明においては、特に断りがない限り、図中の矢印Ｆの方向を「前」、矢印Ｂの方向を「後」として、矢印Ｌの方向を「左」、矢印Ｒの方向を「右」とする。また、図中の矢印Ｕの方向を「上」、矢印Ｄの方向を「下」とする。

〔トラクタの全体構成〕
以下では、本実施形態のトラクタについて説明する。図１に示すように、トラクタは、左右の前車輪１０、左右の後車輪１１、カバー部材１２を備えている。

また、トラクタは、機体フレーム２及び運転部３を備えている。機体フレーム２は、左右の前車輪１０及び左右の後車輪１１に支持されている。

カバー部材１２は、機体前部に配置されている。そして、運転部３は、カバー部材１２の後方に設けられている。言い換えれば、カバー部材１２は、運転部３の前方に配置されている。

運転部３は、保護フレーム３０、運転座席３１、ステアリングホイール３２を有している。オペレータは、運転座席３１に着座可能である。これにより、オペレータは、運転部３に搭乗可能である。ステアリングホイール３２の操作によって、左右の前車輪１０は操向操作される。オペレータは、運転部３において、各種の運転操作を行うことができる。

トラクタは、走行用バッテリ４を備えている。また、カバー部材１２は、機体左右方向に沿う開閉軸芯Ｑ周りに揺動可能に構成されている。これにより、カバー部材１２は、開閉可能に構成されている。カバー部材１２が閉状態であるとき、走行用バッテリ４は、カバー部材１２に覆われている。

図２に示すように、トラクタは、インバータ１４及びモータＭを備えている。走行用バッテリ４は、インバータ１４へ電力を供給する。インバータ１４は、走行用バッテリ４からの直流電力を交流電力に変換してモータＭへ供給する。そして、モータＭは、インバータ１４から供給される交流電力により駆動する。

図２及び図３に示すように、トラクタは、静油圧式無段変速機１５及びトランスミッション１６を備えている。図３に示すように、静油圧式無段変速機１５は、油圧ポンプ１５ａ及び油圧モータ１５ｂを有している。

油圧ポンプ１５ａは、モータＭからの回転動力により駆動する。油圧ポンプ１５ａが駆動することにより、油圧モータ１５ｂから回転動力が出力される。尚、静油圧式無段変速機１５は、油圧ポンプ１５ａと油圧モータ１５ｂとの間で回転動力が変速されるように構成されている。また、静油圧式無段変速機１５は、変速比を無段階に変更可能に構成されている。

油圧モータ１５ｂから出力された回転動力は、トランスミッション１６に伝達される。トランスミッション１６に伝達された回転動力は、トランスミッション１６の有するギヤ式変速機構によって変速され、左右の前車輪１０及び左右の後車輪１１へ分配される。これにより、左右の前車輪１０及び左右の後車輪１１が駆動する。

また、図２及び図３に示すように、トラクタは、ミッドＰＴＯ軸１７及びリヤＰＴＯ軸１８を備えている。モータＭから出力された回転動力は、油圧ポンプ１５ａ、ミッドＰＴＯ軸１７、リヤＰＴＯ軸１８へ分配される。これにより、ミッドＰＴＯ軸１７及びリヤＰＴＯ軸１８が回転する。

ミッドＰＴＯ軸１７またはリヤＰＴＯ軸１８に作業装置が接続されていれば、ミッドＰＴＯ軸１７またはリヤＰＴＯ軸１８の回転動力により、作業装置が駆動することとなる。例えば、図２に示すように、本実施形態では、ミッドＰＴＯ軸１７に草刈装置１９が接続されている。ミッドＰＴＯ軸１７の回転動力により、草刈装置１９が駆動する。

図４から図６に示すように、モータＭは、インバータ１４の後方に配置されている。モータＭ及びインバータ１４は、走行用バッテリ４の下方に配置されている。モータＭ及びインバータ１４は、機体前後方向に並ぶ状態で配置されている。具体的には、モータＭ及びインバータ１４は、インバータ１４が前側に位置し、かつ、モータＭが後側に位置するように、機体前後方向に並ぶ状態で配置されている。

トラクタは、ラジエータ２０と、ＤＣ（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ）ＤＣコンバータ２１と、バッテリ２２と、を備えている。ラジエータ２０、ＤＣＤＣコンバータ２１及びバッテリ２２は、走行用バッテリ４の前方に配置されている。ＤＣＤＣコンバータ２１は、ラジエータ２０の右隣りの配置されている。バッテリ２２は、ＤＣＤＣコンバータ２１の右隣りに配置されている。

ここで、インバータ１４、モータＭ及びＤＣＤＣコンバータ２１は、何れも、水冷式によって構成されている。ラジエータ２０は、インバータ１４、モータＭ及びＤＣＤＣコンバータ２１を冷却水するための冷却水を冷却するものである。ラジエータ２０の下部には、インバータ１４側に向かって延びる冷却ホース２３が接続されている。ＤＣＤＣコンバータ２１は、走行用バッテリ４からの電力を降圧するものである。バッテリ２２は、各種の電装品に電力を供給するためのものである。走行用バッテリ４からの電力（高電圧）は、ＤＣＤＣコンバータ２１によって降圧されて、低電圧の電力としてバッテリ２２に充電されることになる。

〔ハーネス類〕
図４から図６に示すように、走行用バッテリ４とＤＣＤＣコンバータ２１とに亘って、走行用バッテリ４とＤＣＤＣコンバータ２１とを接続する第一ハーネス２４が設けられている。第一ハーネス２４は、走行用バッテリ４からの電力をＤＣＤＣコンバータ２１に供給するためのものである。走行用バッテリ４の前面部の上部には、第一ハーネス２４が接続される出力部４ａが設けられている。ＤＣＤＣコンバータ２１の下面部の前部には、第一ハーネス２４が接続される入力部２１ａが設けられている。第一ハーネス２４は、出力部４ａから下方に延びて、入力部２１ａに向かって前方に延びるように配策されている。

インバータ１４とモータＭとに亘って、インバータ１４とモータＭとを接続する第二ハーネス２５が設けられている。第二ハーネス２５は、インバータ１４からの電力をモータＭに供給するためのものである。インバータ１４の下面部の前部には、第二ハーネス２５が接続される出力部１４ａが設けられている。モータＭの前端部には、第二ハーネス２５が接続される入力部Ｍａが設けられている。第二ハーネス２５は、出力部１４ａから入力部Ｍａに向かって後方に延びるように配策されている。

〔機体フレーム〕
図４から図６に示すように、機体フレーム２は、左右の側板４０と、左右の台座４１と、前板４２と、後板４３と、底板４４と、横板４５と、を備えている。左右の側板４０は、機体左右方向に間隔をあけて設けられている。左側の側板４０と右側の側板４０との間の空間は、モータＭを配置するための空間として利用されている。ラジエータ２０やＤＣＤＣコンバータ２１、バッテリ２２は、台座４６に支持されている。台座４６は、左右の側板４０の前部に支持されている。

左側の台座４１は、左側の側板４０の上縁部から左側に張り出す状態で設けられている。右側の台座４１は、右側の側板４０の上縁部から右側に張り出す状態で設けられている。インバータ１４は、左右の台座４１に支持されている。走行用バッテリ４は、支持台４７に支持されている。支持台４７は、左右の台座４１に支持され、かつ、後板４３に支持されている。

前板４２は、左側の側板４０の前端部と右側の側板４０の前端部とに亘って設けられている。後板４３は、左側の側板４０の後端部と右側の側板４０の後端部とに亘って設けられている。モータＭは、後板４３に支持されている。底板４４は、左側の側板４０の下縁部と右側の側板４０の下縁部とに亘って設けられている。横板４５は、底板４４の後方において、左側の側板４０と右側の側板４０とに亘って設けられている。

機体フレーム２のうち前板４２と底板４４の前縁部と左右の側板４０との間の部分には、第一開口Ｏ１が形成されている。底板４４のうち第二ハーネス２５の後部の下方に位置する部分には、第二開口Ｏ２が形成されている。機体フレーム２における後板４３と底板４４の後縁部と左右の側板４０との間の部分には、第三開口Ｏ３が形成されている。すなわち、機体フレーム２は、第一開口Ｏ１と、第二開口Ｏ２と、第三開口Ｏ３と、を備えている。

第一開口Ｏ１は、第一ハーネス２４及び冷却ホース２３を下方に露出させるように構成されている。第二開口Ｏ２は、第二ハーネス２５を下方に露出させるように構成されている。第三開口Ｏ３は、モータＭ（具体的には、モータＭのうち冷却水が流れる部分（水冷部）Ｍｂ）を下方に露出させるように構成されている。

〔カバー部材〕
図４から図６に示すように、機体フレーム２には、第一カバー部材４８、第二カバー部材４９及び第三カバー部材５０が取り付けられている。第一カバー部材４８は、第一開口Ｏ１を覆うように構成されている。すなわち、第一カバー部材４８は、第一ハーネス２４のうち第一開口Ｏ１から下方に露出する部分及び冷却ホース２３のうち第一開口Ｏ１から下方に露出する部分を覆うように構成されている。第一ハーネス２４のうち第一開口Ｏ１から下方に露出する部分及び冷却ホース２３のうち第一開口Ｏ１から下方に露出する部分が、第一カバー部材４８によって下方から覆われている。

第一カバー部材４８は、水平面部４８ａと、左右の折れ曲がり部４８ｂと、切り欠き部４８ｃと、を備えている。折れ曲がり部４８ｂは、側板４０に沿うように、水平面部４８ａに対して上側に折れ曲がる形状に形成されている。第一カバー部材４８の周辺の部材（例えば、草刈装置１９の前部を支持する部材）が切り欠き部４８ｃに入り込むことにより、第一カバー部材４８が第一カバー部材４８の周辺の部材の邪魔になることがない。第一カバー部材４８は、左右の側板４０に複数のボルト５１によって固定されている。具体的には、折れ曲がり部４８ｂは、側板４０に対して横外側から当て付けられた状態で、側板４０に複数（本実施形態では、二本）のボルト５１によって固定されている。

第二カバー部材４９は、第二開口Ｏ２を覆うように構成されている。すなわち、第二カバー部材４９は、第二ハーネス２５のうち第二開口Ｏ２から下方に露出する部分を覆うように構成されている。第二ハーネス２５のうち第二開口Ｏ２から下方に露出する部分が、第二カバー部材４９によって下方から覆われている。

第二カバー部材４９には、複数（本実施形態では、四つ）の水抜き孔４９ａが形成されている。水抜き孔４９ａは、第二カバー部材４９のうち第二開口Ｏ２に面する部分に形成されている。第二カバー部材４９は、底板４４に対して下側から当て付けられた状態で、底板４４に複数（本実施形態では、四本）のボルト５２によって固定されている。

第三カバー部材５０は、第三開口Ｏ３を覆うように構成されている。すなわち、第三カバー部材５０は、モータＭのうち第三開口Ｏ３から下方に露出する部分を覆うように構成されている。本実施形態では、第三カバー部材５０は、モータＭの水冷部Ｍｂを覆うように構成されている。モータＭのうち第三開口Ｏ３から下方に露出する部分（水冷部Ｍｂ）が、第三カバー部材５０によって下方から覆われている。

本実施形態では、第三カバー部材５０は、第三開口Ｏ３を部分的に覆うように構成されている。第三開口Ｏ３における、第三カバー部材５０の前縁部と底板４４の後縁部との間の部分、及び第三カバー部材５０の後縁部と後板４３との間の部分は、第三カバー部材５０によって覆われていない。第三カバー部材５０は、横板４５に対して下側から当て付けられた状態で、横板４５に複数（本実施形態では、二本）のボルト５３によって固定されている。

ここで、底板４４に下方には、左右の前車輪１０にモータＭからの動力（トランスミッション１６からの動力）を伝達する伝達軸５４が設けられている。伝達軸５４は、ステー５５を介して第三カバー部材５０に支持されている。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、第一カバー部材４８は、第一開口Ｏ１を部分的に覆うように構成されている。しかし、第一カバー部材４８は、第一開口Ｏ１全体を覆うように構成されていてもよい。

（２）上記実施形態では、第二カバー部材４９は、第二開口Ｏ２全体を覆うように構成されている。しかし、第二カバー部材４９は、第二開口Ｏ２を部分的に覆うように構成されていてもよい。

（３）上記実施形態では、第三カバー部材５０は、第三開口Ｏ３を部分的に覆うように構成されている。しかし、第三カバー部材５０は、第三開口Ｏ３全体を覆うように構成されていてもよい。

（４）上記実施形態では、第三カバー部材５０は、モータＭの水冷部Ｍｂを覆うように構成されている。しかし、第三カバー部材５０は、モータＭの水冷部Ｍｂに加えて、モータＭの水冷部Ｍｂ以外の部分を覆うように構成されていてもよい。

（５）上記実施形態では、
第二カバー部材４９に、四つの水抜き孔４９ａが形成されている。しかし、第一カバー部材４８に、一つから三つ又は五つ以上の水抜き孔４９ａが形成されていてもよい。

（６）上記実施形態では、伝達軸５４は、第三カバー部材５０に支持されている。しかし、伝達軸５４は、第三カバー部材５０に代えてあるいは第三カバー部材５０と共に、第二カバー部材４９に支持されていてもよい。

本発明は、トラクタの他、コンバインや田植機、ユーティリティビークル（多目的車両）にも利用可能である。

２機体フレーム
４走行用バッテリ（バッテリ）
１０前輪（走行装置）
１１後輪（走行装置）
１４インバータ
２１ＤＣＤＣコンバータ
２４第一ハーネス
２５第二ハーネス
４８第一カバー部材
４９第二カバー部材
４９ａ水抜き孔
５０第三カバー部材
５４伝達軸
Ｍモータ
Ｍｂ水冷部
Ｏ１第一開口
Ｏ２第二開口
Ｏ３第三開口

Claims

バッテリと、
前記バッテリからの電力を直流から交流に変換するインバータと、
前記インバータから供給される電力によって駆動されるモータと、
前記モータによって駆動される走行装置と、
前記バッテリからの電力を降圧するＤＣＤＣコンバータと、
前記バッテリと前記ＤＣＤＣコンバータとを接続する第一ハーネスと、
前記インバータと前記モータとを接続する第二ハーネスと、
前記第一ハーネスを下方に露出させる第一開口と、前記第二ハーネスを下方に露出させる第二開口と、前記モータを下方に露出させる第三開口と、を有し、前記バッテリ、前記インバータ、前記モータ及び前記ＤＣＤＣコンバータを支持する機体フレームと、
前記第一ハーネスのうち前記第一開口から下方に露出する部分を覆う着脱可能な第一カバー部材と、
前記第二ハーネスのうち前記第二開口から下方に露出する部分を覆う着脱可能な第二カバー部材と、
前記モータのうち前記第三開口から下方に露出する部分を覆う着脱可能な第三カバー部材と、を備えている電動作業車。
前記モータは、水冷式によって構成され、
前記第三カバー部材は、前記モータの水冷部を覆うように構成されている請求項１に記載の電動作業車。
前記第一カバー部材、前記第二カバー部材及び前記第三カバー部材のうち少なくとも何れかに、水抜き孔が形成されている請求項１又は２に記載の電動作業車。
前記走行装置に前記モータからの動力を伝達する伝達軸を備え、
前記伝達軸は、前記第一カバー部材、前記第二カバー部材及び前記第三カバー部材のうち少なくとも何れかに支持されている請求項１から３の何れか一項に記載の電動作業車。